KR102626711B1 - 스위치 장치 - Google Patents

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    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members

Abstract

본 발명에서는 접점플러그와 콘택터가 전기적으로 접촉됨에 있어, 콘택터의 접점판이 회전됨에 따라 접점판과 접점플러그의 접촉 위치가 가변됨으로써, 탄화열로 인한 부품의 손상이 저감되어 내구성이 향상되는 스위치 장치가 소개된다.

Description

스위치 장치 {SWITCH APPARATUS}
본 발명은 스위치 장치에 관한 것으로서, 전기 접점 위치가 가변되도록 하여 부품의 내구성이 향상되는 스위치 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 각종 전원부품의 전기적 연결을 단속하는 스위치가 마련된다. 또한, 차량에는 주행성과 안정성을 향상시키고 운전자 및 승객이 안전과 다양한 편의을 제공하기 위해 설치되는 각종 전기 전자장치의 수가 나날이 증가하고 있다.
각종 전자장치는 상호간 연결 구동시키기 위한 배선도 더욱 복잡해지고 있다. 차량 내의 배선은 배터리로부터 퓨즈박스의 퓨즈 및 릴레이를 매게로 부하에 연결된다. 여기서, 스위치는 제어에 따라 스위칭 절환하여 배터리로부터 출력되는 배터리 전압을 부하로 인가함으로써 차량내의 각 전자장치를 동작시키는 것이다.
이러한 스위치는 전원공급단자와 부하단자를 서로 연결시킴으로써 전기적인 연결을 수행하는데, 전원공급단자와 부하단자의 접촉시 특정 포인트만 접촉됨에 따라 접점포인트에 탄화로 인한 손상이 발생된다. 이는, 특정 포인트에 연속적으로 접촉/분리가 반복됨에 따라 발생되는데, 접점 위치가 고정된 경우 내구성이 크게 저하되는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2003-0088871 A (2003.11.20)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전기 접점 위치가 가변되도록 하여 부품의 내구성이 향상되도록 하는 스위치 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위치 장치는 하우징 내부에 고정된 접점플러그가 마련되고, 접점플러그에서 이격되게 배치되며 접점플러그를 향해 상하방향으로 직선운동되어 접점플러그에 접촉 또는 분리되는 콘택터가 구비된 스위치 장치에 있어서, 콘택터에는 접점플러그에 전기적으로 접촉되는 접점판이 구비되고, 콘택터는 상하방향으로 직선운동시 접점판이 회전됨으로써, 접점판에 대해 접점플러그의 접촉 위치가 가변되는 것을 특징으로 한다.
하우징에는 상하방향을 향해 직선상으로 연장되며 하단부가 경사면을 가지도록 형성된 스탑멤버가 고정되게 설치되고, 콘택터는, 하우징에서 스탑멤버에 가이드되어 상하방향으로 직선운동되며, 하방으로 연장되고 말단이 경사면을 가지는 가이드부가 형성된 플런저와, 플런저의 하측에서 상방으로 탄발 지지되되 스탑멤버에 의해 상방 이동이 제한되고, 플런저의 직선운동에 연동되어 상하방향으로 이동되며, 상단부에는 경사면을 가지는 단턱부가 형성되고, 하단부에는 접점플러그에 전기적으로 접촉되는 접점판이 구비된 접점바디로 구성된 것을 특징으로 한다.
스탑멤버의 하단부 경사각도, 플런저의 가이드부 경사각도, 접점바디의 단턱부 경사각도는 모두 동일한 각도를 가지는 것을 특징으로 한다.
플런저는 둘레면에 스탑멤버가 삽입되도록 직선상으로 연장된 가이드홈이 형성되고, 하단부에는 가이드부와 동일한 경사각도를 가지는 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.
접점바디는 둘레면에 스탑멤버가 삽입되도록 직선상으로 연장된 연장홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
접점바디는 단턱부의 경사면에 걸림부가 형성되고, 걸림부는 경사면의 하부에 위치된 것을 특징으로 한다.
접점바디는 단턱부의 경사길이가 스탑멤버의 경사길이 및 가이드부의 경사길이의 합과 동일하도록 연장 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 스위치 장치는 접점플러그와 콘택터가 전기적으로 접촉됨에 있어, 콘택터의 접점판이 회전됨에 따라 접점판과 접점플러그의 접촉 위치가 가변됨으로써, 탄화열로 인한 부품의 손상이 저감되어 내구성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 9는 도 1에 도시된 스위치 장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 9는 도 1에 도시된 스위치 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 스위치 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(100) 내부에 고정된 접점플러그(110)가 마련되고, 접점플러그에서 이격되게 배치되며 접점플러그를 향해 상하방향으로 직선운동되어 접점플러그(110)에 접촉 또는 분리되는 콘택터(200)가 구비된다. 즉, 하우징(100) 내부에는 접점플러그(110)가 설치되고, 콘택터(200)가 하방으로 이동되어 접점플러그(110)에 접촉시 전원이 연결되며, 콘택터(200)가 상방으로 이동되어 접점플러그(110)에서 이탈시 전원 연결이 해제된다. 여기서, 콘택터(200)는 구동부(300)에 의해 상하방향으로 직선운동될 수 있으며, 이는 솔레노이드로 구현될 수 있다.
특히, 본 발명의 콘택터(200)에는 접점플러그(110)에 전기적으로 접촉되는 접점판(222)이 구비되고, 콘택터(200)는 상하방향으로 직선운동시 접점판(222)이 회전됨으로써, 접점판(222)에 대해 접점플러그(110)의 접촉 위치가 가변될 수 있다. 이렇게, 콘택터(200)는 상하방향으로 직선운동됨과 더불어 직선운동시 접점플러그(110)에 접촉되는 접점판(222)이 축회전됨으로써, 접점판(222)의 단면에 대해 접점플러그(110)의 접촉 위치가 가변된다. 이로 인해, 콘택터(200)의 접점판(222)은 특정 위치에 접점플러그(110)가 지속적으로 접촉됨에 따라 탄화 발생에 의한 내구 저하가 방지되고, 접잠판(222)의 단면에서 복수의 위치에 접점플러그(110)가 접촉됨으로써, 접점판(222)의 내구가 확보되어 제품 신뢰성이 향상된다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)에는 상하방향을 향해 직선상으로 연장되며 하단부가 경사면을 가지도록 형성된 스탑멤버(120)가 고정되게 설치되고, 콘택터(200)는, 하우징(100)에서 스탑멤버(120)에 가이드되어 상하방향으로 직선운동되며, 하단부에서 하방으로 연장되고 말단이 경사면을 가지는 가이드부(211)가 형성된 플런저(210)와, 플런저(210)의 하측에서 상방으로 탄발 지지되되 스탑멤버(120)에 의해 상방 이동이 제한되고, 플런저(210)의 직선운동에 연동되어 상하방향으로 이동되며, 상단부에는 경사면을 가지는 단턱부(221)가 형성되고, 하단부에는 접점플러그(110)에 전기적으로 접촉되는 접점판(222)이 구비된 접점바디(220)로 구성될 수 있다.
이처럼, 하우징(100)에는 스탑멤버(120)가 설치되고, 콘택터(200)는 플런저(210)와 접점판(222)이 구비된 접점바디(220)로 구성됨으로써, 플런저(210)의 상하 이동에 연동되어 접점판(222)이 접점플러그(110)에 접촉 또는 분리되도록 구성된다.
이를 위해, 스탑멤버(120)의 하단부 경사각도, 플런저(210)의 가이드부(211) 경사각도, 접점바디(220)의 단턱부(221) 경사각도는 모두 동일한 각도를 가짐으로써, 접점바디(220)가 플런저(210)의 이동에 연동되어 스탑멤버(120) 및 플런저(210)의 가이드부(211)를 따라 원활한 회전 동작이 수행될 수 있다. 또한, 스탑멤버(120)는 플런저(210)의 축을 중심으로 둘레방향으로 이격되어 복수개로 구성될 수 있고, 플런저(210)의 가이드부(211)도 둘레방향으로 이격되어 복수개로 구성될 수 있다.
한편, 플런저(210)는 둘레면에 스탑멤버(120)가 삽입되도록 직선상으로 연장된 가이드홈(212)이 형성되고, 하단부에는 가이드부(211)와 동일한 경사각도를 가지는 경사면이 형성될 수 있다. 또한, 접점바디(220)는 둘레면에 스탑멤버(120)가 삽입되도록 직선상으로 연장된 연장홈(223)이 형성될 수 있다.
여기서, 스탑멤버(120)는 바 형태로 이루어져 상하방향으로 연장되게 형성되고, 플런저(210)는 가이드홈(212)에 삽입된 스탑멤버(120)를 따라 직선상으로 거동될 수 있다. 이러한 플런저(210)는 상하방향으로 직선운동만 수행하며, 가이드홈(212)의 길이는 플런저(210)가 상방 또는 하방을 향해 최대로 이동되더라도 가이드홈(212)에서 스탑멤버(120)가 이탈되지 않도록 설정될 수 있다. 접점바디(220)의 경우 상하방향으로 직선운동됨과 더불어 회전되어야 하는바, 연장홈(223)의 길이는 플런저(210)가 하방으로 이동시 스탑멤버(120)에서 이탈될 수 있도록 설정될 수 있다.
한편, 접점바디(220)는 단턱부(221)의 경사길이가 스탑멤버(120)의 경사길이 및 가이드부(211)의 경사길이의 합과 동일하도록 연장 형성될 수 있다. 이렇게, 단턱부(221)의 경사길이가 스탑멤버(120)의 경사길와 가이드부(211)의 경사길이보다 길게 형성됨으로써, 단턱부(221)가 스탑멤버(120) 및 가이드부(211)에 걸리도록 할 수 있다. 이로 인해, 플런저(210)의 직선운동시, 접점바디(220)가 스탑멤버(120)의 경사면 및 가이드부(211)의 경사면을 타고 이동되어 회전 동작이 수행될 수 있다.
한편, 접점바디(220)는 단턱부(221)의 경사면에 걸림부(230)가 형성되고, 걸림부(224)는 경사면의 하부에 위치될 수 있다. 이러한 걸림부(224)는 플런저(210)가 직선운동됨에 따라 접점바디(220)의 회전시, 회전되는 접점바디(220)의 단턱부(221)가 플런저(210)에 접촉되어 회전이 일시적으로 제한되고, 이후 플런저(210)가 다시 직선운동시 플런저(210)의 회전되도록 하기 위한 것으로, 접점바디(220)의 단턱부(221)가 스탑멤버(120) 및 가이드부(211)에 순차적으로 걸리어 정해진 회전 동작이 수행되도록 한다. 이러한 작동 구조는 하기에 상세히 설명하도록 한다.
한편, 하우징(100)에는 접점바디(220)의 하측에서 접점바디(220)를 상방으로 탄발 지지하는 탄성부재(130)가 마련될 수 있다. 이러한 탄성부재(130)는 압축스프링으로 구성될 수 있으며, 접점바디(220)를 상방으로 탄발 지지함으로써 접점바디(220)가 플런저(210)에 의해 가압시 접점바디(220)가 단턱부(221)를 통해 스탑멤버(120)의 경사면 및 가이드부(211)의 경사면을 타고 이동되어 회전 동작되도록 할 수 있다.
한편, 접점플러그(110)는 하우징(100) 내부에서 복원부재(140)를 통해 탄발 지지될 수 있다. 이러한 복원부재(140)는 압축스프링으로 구성될 수 있으며, 플러그가 하방으로 이동됨에 따라 접점바디(220)가 하방으로 이동되어 접점판(222)과 접점플러그(110)의 접촉시, 복원부재(140)에 의해 탄발 지지된 접점플러그(110)가 복원부재(140)에 접촉되어 안정적인 접촉이 수행되도록 한다. 또한, 접점바디(220)의 상하방향으로 직선운동시 복원부재(140)가 유격을 흡수하여, 안정적이 접촉 구조를 이룬다.
하기에는 상술한 본 발명의 작동에 대해서 설명한다.
콘택터(200)의 플런저(210)는 하우징(100)에서 상하방향으로 직선운동되도록 구동부(300)에 연결되며, 구동부(300)는 솔레노이드 또는 모터로 구성될 수 있다.
전원 연결 동작에 대해서 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 초기 위치에서, 구동부(300)의 동작에 의해 플런저(210)가 스탑멤버(120)에 가이드되어 하방으로 이동되면, 도 4에 도시된 바와 같이 플런저(210)가 접점바디(220)의 단턱부(221)를 하방으로 가압한다. 이때, 접점바디(220)의 경우 단턱부(221)의 경사면과 플런저(210)에 형성된 가이드부(211)의 경사면 및 스탑멤버(120)의 가이드면이 매칭됨에 따라, 접점바디(220)는 탄성부재(130)의 탄성력에 의해 단턱부(221)가 가이드부(211)와 스탑멤버(120)의 경사면을 따라 회전된다. 또한, 접점바디(220)의 회전시 걸림부(224)가 플런저(210)의 가이드부(211)에 접촉됨으로써 회전위치가 고정되어 접점바디(220)의 단턱부(221)는 가이드부(211) 및 스탑멤버(120)에 걸린 상태가 유지된다. 이로 인해, 접점바디(220)에 구비된 접점판(222)도 회전되어 접점플러그(110)와 접촉되는 위치가 가변되고, 접점바디(220)가 하방으로 이동됨에 따라 접점판(222)은 접점플러그(110)에 접촉되어 전원이 연결된다.
여기서, 구동부(300)는 다음 전원 연결해제 동작을 위해, 플런저(210)를 상방으로 이동시키도록 한다. 이때, 플런저(210)의 상승높이는 접점바디(220)의 단턱부(221) 높이만큼 상승되도록 하여, 도 5에 도시된 바와 같이 접점바디(220)의 단턱부(221)가 가이드부(211)의 경사면을 타고 이동되어 스탑멤버(120)에 걸리도록 한다. 이로 인해, 전원 연결해제 동작을 위한 준비가 완료되며, 접점플러그(110)는 복원부재(140)에 의해 탄발 지지됨에 따라 접점바디(220)의 접점판(222)과 접촉 상태가 유지된다.
한편, 전원 연결해제시, 구동부(300)는 플런저(210)를 다시 하방으로 이동시킨다. 이로 인해, 도 6에 도시된 바와 같이 가이드부(211)가 단턱부(221)를 가압함에 따라, 가이드부(211)의 경사면과 스탑멤버(120)의 경사면이 서로 매칭되고, 단턱부(221)가 가이드부(211)의 경사면 및 스탑멤버(120)의 경사면을 타고 이동됨으로써, 접점바디(220)가 회전된다. 이때, 플런저(210)의 하강높이는 접점바디(220)의 단턱부(221) 높이만큼 하승되도록 할 수 있다.
이후, 구동부(300)가 플런저(210)를 다시 상방으로 이동시키면, 도 7에 도시된 바와 같이 플런저(210)의 가이드부(211)가 접점바디(220)의 단턱부(221)에서 이탈되고, 도 8에 도시된 바와 같이 접점바디(220)의 연장홈(223)이 스탑멤버(120)에 매칭되면 플런저(210)가 상방으로 이동됨에 따라 접점바디(220)가 연장홈(223)을 통해 스탑멤버(120)에서 가이드되어 상방으로 이동된다. 이로 인해, 접점바디(220)에 구비된 접점판(222)은 접점플러그(110)에서 이격되어 전원 연결이 해제된다.
상술한 플런저(210)의 이동을 위한 구동부(300)의 제어는 전원 온/오프 여부에 따라 설정된 값으로 구동될 수 있으며, 접점바디(220)의 회전은 탄성부재(130)의 탄성력에 의해 즉각 수행되는바, 전원 온/오프 전환 속도의 저하가 발생되지 않는다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 스위치 장치는 접점플러그(110)와 콘택터(200)가 전기적으로 접촉됨에 있어, 콘택터(200)의 접점판(222)이 회전됨에 따라 접점판(222)과 접점플러그(110)의 접촉 위치가 가변됨으로써, 도 9에 도시된 바와같이 접점판(222)에 대해 접점플러그(110)의 접점 위치(A)가 복수개로 위치될 수 있다. 이로 인해, 접점판(222)과 접점플러그(110)의 접촉시, 고정된 접촉 위치에 따른 탄화열 발생으로 인한 부품의 손상이 저감되어 내구성이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:하우징 110:접점플러그
120:스탑멤버 130:탄성부재
140:복원부재 200:콘택터
210:플런저 211:가이드부
212:가이드홈 220:접점바디
221:단턱부 222:접점판
223:연장홈 224:걸림부
300:구동부

Claims (9)

  1. 하우징 내부에 접점플러그가 마련되고, 접점플러그에서 이격되게 배치되며 접점플러그를 향해 상하방향으로 직선운동되어 접점플러그에 접촉 또는 분리되는 콘택터가 구비된 스위치 장치에 있어서,
    콘택터에는 접점플러그에 전기적으로 접촉되는 접점판이 구비되고, 콘택터는 상하방향으로 운동시 접점판이 회전됨으로써 접점판에 대해 접점플러그의 접촉 위치가 가변되도록 하며,
    하우징에는 상하방향을 향해 직선상으로 연장되며 하단부가 경사면을 가지도록 형성된 스탑멤버가 고정되게 설치되고,
    콘택터는, 하우징에서 스탑멤버에 가이드되어 상하방향으로 직선운동되며, 하단부에서 하방으로 연장되고 말단이 경사면을 가지는 가이드부가 형성된 플런저와, 플런저의 하측에서 상방으로 탄발 지지되되 스탑멤버에 의해 상방 이동이 제한되고, 플런저의 직선운동에 연동되어 상하방향으로 이동되며, 상단부에는 경사면을 가지는 단턱부가 형성되고, 하단부에는 접점플러그에 전기적으로 접촉되는 접점판이 구비된 접점바디로 구성되며,
    스탑멤버의 하단부 경사각도, 플런저의 가이드부 경사각도, 접점바디의 단턱부 경사각도는 모두 동일한 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    플런저는 둘레면에 스탑멤버가 삽입되도록 직선상으로 연장된 가이드홈이 형성되고, 하단부에는 가이드부와 동일한 경사각도를 가지는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    접점바디는 둘레면에 스탑멤버가 삽입되도록 직선상으로 연장된 연장홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    접점바디는 단턱부의 경사길이가 스탑멤버의 경사길이 및 가이드부의 경사길이의 합과 동일하도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    접점바디는 단턱부의 경사면에 걸림부가 형성되고, 걸림부는 경사면의 하부에 위치된 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    하우징에는 접점바디의 하측에서 접점바디를 상방으로 탄발 지지하는 탄성부재가 마련된 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    접점플러그는 하우징 내부에서 복원부재를 통해 탄발 지지된 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
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